1
Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам измерения параметров интерференционных полей.
Известен способ измерения сдвига системы интерференционных полос в белом свете, заключающийся в том, что проецируют анализируемую интерференционную картину на фоточувствительную поверхность фотопреобразователя, сканируют интерференционную картину перпендикулярно интерференционным полосам, детектируют видеосигнал, соответствующий интерференционным полосам, и по его нулевому уровню судят о наведении на ахроматическую полосу 1.
Недостатком этого способа является то, что он позволяет измерять только концевые меры, т.е. линейные величины, пр1гчем диапазон геометрических размеров измеряемых объектов ограничен.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному является способ измерения взаимного сдвига двух систем интерференционных полос в белом свете, преимущественно равной толщины, заключающейся в том, что
1Трое1Шруют яг1Л : иоуймчо -жгопференцнонщю к ioio-птзстЕКтельтю поверхность фотопреооразователк, скак груют интерферен1шои:г ;с ,- перпендикулярно интерференционкьГг полосам, по крайней мере одной системы пслос. эпомшгюд максимальные амгшитудь вндгосип алов на одном из кадров, соответств тошие центрам симметрии ахроматических ПОЛОГ; и сравнивают их с теми же видеосигиглаг.1И в следующем кадре 2J.
Однако его недостаток заключается в отсутствии высокой точности и стабильности измерений, ввиду того, что положение максимума ахроматической пачосы выделяют обычными электр гческими методами, например масштабированием интервала времени. Кроме того данный способ не предназначен для измерения направления хэдвига интерференционHbix полос.
Цель изобретения повьпцение точности и стабильности измерения и определетше направления сдвига.
Это достигается за счет того, что при реаЛ11зации предложенного способа помимо извест37
операций кроме того формируют анализируемую интерференционную картину в монохроматическом свете с известной длиной волны и при ее сканировании определяют среднюю интерференционных полос, результат вычисления запоминают в виде коэффициента пересчета в цифровой форме, выбирают по одной строке в каждой системе порос, измеряют на выбранных строках временные интервалы от моментов времени, соответствующих началам развертки выбранных строк, до моментов, соответствующих центрам симметрии ахроматических полос, результаты запоминают в виде цифровых йодов, а величину и направление сдвига двух систем полос определяют по разности этих йодов.
На фиг. 1 изображена структурная схема устройства, реализующая предложенный способ; на фиг. 2 - временная диаграмма процесса измерений.
.Для реализации способа используется оптический интерферометр 1, телевизионная камера 2, генератор 3 управляющих сигналов, ввдеоконтрольное устройство 4, переключатель 5, блок 6 формирования коэффициента пересчета, блок 7 запоминания максимальной амплитуды первого канала, компаратор 8 первого канала, блок 9 формирования временных интервалов первого канала, блок 10 запоминания максимальной амплитуды второго канала, компаратор 11 второго канала, блок 12 формирования временных интервалов второго канала, реверсивный счетчик 13 и цифровой индикатор 14.
Процесс измерения заключается в следующем..
Интерференционное поле, создаваемое интерферометром 1, проецируют на фоточувствительную поверхность передающей трубки камеры 2 Наблюдая две системы полос интерференции на экране видеокошрольного устройства 4
выбирают cipoKH телевизионного растра по одной на каждой системе полос. Переключатель 5 находится при этом в положении М. Подлежащая анализу интерференционная картина формируется сначала в монохроматическом
свете и представляет собой две системы темны и светлых полос, разделенных линией - гра1шцей раздела. Интерференционную картину располагают относительно сканирующего растра телевизионной трубки так, чтобы одна из выбранных строк была перпендикулярна к интерференционным полосам. В блоке 6 формирования коэффициента пересчета выделяются периоды электрического сигнала, соответствующие широким полосам (пространственному распределению яркости в монохроматической интерференционной картине) вдоль строки перпендикулярной к интерференционным. полосам. Длительность выделенных периодов (ширины полос) усредняется, например, путем определения интервала времени, соответсвующего считыванию определенного количества целых полос, с последующим делением полученного промежутка времени на число этих полос. Результат умножается на коэффициент преобразования К, устанавливающий однозначное соответствие между шириной интерференционной полосы и периодом электрического сигнала. Таким образом в блоке 6 формируется код коэффициента пересчета, устанавливающий соответствие между длиной волны монохроматического света и промежуточном времени, в течение которого электронный луч передающей трубки перемещается по строке из одной точки в другую. Код коэффициента пересчета запоминается в цифровой форме и поступает на входы блоков 9 н 12 формирования speMeffflbix интервалов непрерывно в течение цикла измерений. Для измерения сдвига двух систем интерференционных полос в белом свете та же интерференционная картина формируется затем уже в белом свете и проецируется по фоточувствительную поверхность передающей трубки. Переключатель 5 устанавливается в положение Б. Интерференционная картина (фиг. 2а) в белом свете представляет собой две системы 15 и 16 цветных полос, раделенных границей 17 раздела. В центре каждой из двух систем интерференционных полос находятся ахроматические полосы 18 и 19. Видеосш-нап, генерируемый трубкой при считывании нтepфepeнциoннoгo поля в белом свете, пропорционален распределению яркости по строке. Видеосигнал будет максимальным, когда электронный луч передающей трубки находится в том месте фоточувствительной поверхности, куда спроецирован центр ахроматической полосы. При измерении оба канала устройства, реализующего предложенный способ работают одинаково. Первый канал обрабатывает видеосигналы от системы полос 15, а второй - от системы 16. На первом же кадре (фиг. 26) после переключения переключателя 5 в положении Б видеосигнал 20 от выбранной строки 21 поступает в блок 7, который запоминает значение максимальной, амплитуды видеосигнала Um, первого канала. По сигналу управляющего генератора 3 видеосигнал 22 от строки.23 посгупает в блок 10, который запоминает значение максимальной амплитуды видеосигнала Dm второго канала. Сигналы от всех других строк телевизионного растра в измерительную часть устройства не поступают. На втором кадре (фиг. 2в) в момент начала строк 21 и 23 блоки 9 и 11 формирования временных интервалов считьшаня время и преобразовывают его в код в сооветствии с ранее потученным коэффициентом
пересчета. Одновременно на вход компаратора 8 поступают ввдеосигнал 24 и напряжение Um., а на вход компаратора 11 - вндеосигС
нал 25 и напряжение Um. В момент равенства этих . напряжений с соответствующими максимальными значениями напряжений видеосигналов второго кадра компаратор 8 формирует импульс 26, а компаратор 11 - импульс 27. Импульс 26 прекращает поступление кода временного интервала 28 (t), а импульс 27 кода временного интервала 29 (t,), следовавших на реверсивный счетчик 13. Код временного интервала первого канала записывается в счетчик со знаком плюс, а код временного интервала второго канала - со знаком микус. Информация о величинах максимальных амплитуд видеосигналов, запомненная на первом кадре в блоках 7 .и 10 на следующей строке стирается. Разность кодов, поступивших в счетчиках 13 по первому и второму каналам, опорциональна промежутку времени 30 (t 2 - t) и определяет величину относительного сдвига двух систем.интерференционных полос в бепом свете (фиг. 2г). Значение сдвига в метрических единицах фиксируется индикатором 14.
Способ позволяет расщирить диапазон измерений, повысить точность и стабильность результатов, дает возможность определять направления сдвига двух систем интерференционных полос в белом свете.
Формула изобретения
Способ измерения взаимного сдвига двух систем интерферешоюнных полос в белом
свете преимущественно равной толщины, заключающийся в том, что проецируют анализируемую интерференционнзоо картину на фоточувствительную поверхность фотопреобразователя, сканируют интерференционную картину перпендикулярно интерференционным полосам, по крайней мере одной системы пoлoc запоминют максимальные амплитуды видеосигналов на одном из кадров, соответствующие центрам симметрии ахроматических полос, и сравнивают их с теми же видеосигналами в следующем кадре, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности и стабильности измерения и определения направления сдвига, формируют анализируемую интерференционную картину в монохроматическом свете с известной длиной волны и при ее сканировании определяют среднюю ишрину интерференционных полос, результат вычисления запоминают в виде коэффищ1ента пересчета в цифровой форме выбирают по одной строке в каждой системе полос, измеряют на выбранных строках временные интервалы от моментов времени, соответствующих началам развертки выбранных строк, до моментов, соответствующих центрам симметрии ахроматических полос, результаты запоминают в виде цифровых кодов, а величину и направление сдвига двух систем полос определяют по разности этих кодов.
Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе
1.Авторское свидетельство СССР № 413367, кп/}01 В 9/02, 1971.
2.Журнал Trans. Am. Inst, Elektrl972, par 1 p. 392-395/1953 (прототип).
Фа1.1
